基于SEM的交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計研究

胡 珊，蔣 旭，符凱杰，周明煜，羅亦鳴，喬忠林

基于SEM的交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計研究

胡 珊1，蔣 旭1，符凱杰1，周明煜1，羅亦鳴2，喬忠林3

(1. 湖北工業(yè)大學工業(yè)設(shè)計學院，湖北 武漢 430068；2. 湖北工業(yè)大學藝術(shù)設(shè)計學院，湖北 武漢 430068；3. 清華大學美術(shù)學院，北京 100084)

為改善用戶對交互式導識系統(tǒng)的滿意度并幫助設(shè)計人員精準獲取用戶需求，引入結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)于交互式導識系統(tǒng)中，將交互式公共導識系統(tǒng)的用戶體驗(UX)要素分成 4個潛變量，然后通過專家訪談的形式分析每個潛變量影響UX滿意度的可觀測變量并設(shè)立SEM調(diào)查問卷，最終通過問卷調(diào)查與數(shù)據(jù)分析，建立交互式公共導識系統(tǒng)用戶滿意度的SEM并得出4個潛變量及其可觀測變量的影響權(quán)重大小。以校園交互式公共導識系統(tǒng)為例，通過用戶滿意度SEM對其功能、造型和用戶界面進行改良設(shè)計來提升UX，并結(jié)合PSSUQ與現(xiàn)有交互式公共導識系統(tǒng)進行比較，以驗證設(shè)計方案的可行性，為交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計研究提供理論參考。

交互設(shè)計；用戶體驗設(shè)計；結(jié)構(gòu)方程模型；交互式公共導識系統(tǒng)；用戶需求

交互式公共導識系統(tǒng)是在相對獨立的公共空間中，為用戶提供尋路問題的解決方案。在使用時更注重與用戶進行雙向信息傳輸活動[1]，并輔以合理的反饋機制和新的互動方式來為用戶提供多元化體驗[2]。但現(xiàn)有交互式公共導識系統(tǒng)在設(shè)計過程中對用戶因素的考慮并不到位，設(shè)計人員缺乏理論依據(jù)和科學分析。此外，交互式公共導識系統(tǒng)因公共空間的多元性、復雜性，導致其影響用戶體驗(user experience，UX)的因素亦趨于復雜，在設(shè)計過程中往往會出現(xiàn)設(shè)計師由于用戶需求過多而使其無法精準獲取某一設(shè)計重點。本文引用結(jié)構(gòu)方程模型(structural equation model，SEM)，以UX五要素為理論依據(jù)，分析交互式公共導識系統(tǒng)的體驗設(shè)計要素對用戶滿意度的影響，幫助設(shè)計師找到合適的切入點，以及為交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計提供更為優(yōu)化的解決方案。

1 UX-SEM模型的建立

UX對產(chǎn)品的設(shè)計和研究有著非常重要的幫助。曹建中和辛向陽[3]從體驗設(shè)計的角度提出銀行推進遠程視頻柜員機體驗設(shè)計的基本路徑；張立祥等[4]通過UCD-Kano模型進行用戶需求研究，以洗衣機為例進行設(shè)計，以提升UX；胡飛等[5]提出基于可拓學拓展分析法和優(yōu)度評價法，結(jié)合用戶研究中的非參與式觀察法及訪談法等，構(gòu)建UX的優(yōu)度評價模型。

SEM屬于多變量統(tǒng)計模型[6]。其可直接觀察測量的變量以及能同時處理多個因變量，并允許變量包含測量誤差，填補了傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法的不足，因此成為各領(lǐng)域重要的數(shù)據(jù)分析工具。郭伏等[7]通過SEM建立用戶偏好模型以及造型因素與意境詞對之間的關(guān)系模型，為產(chǎn)品造型的優(yōu)化設(shè)計提供了新思路和新方法；黃務(wù)蘭和張濤[8]通過SEM分析了移動圖書館影響UX的主要因素，以提升UX；李玲玲和張翠娜[9]通過建立SEM分析休閑空間中的六大設(shè)計要素對休閑活動的影響并得到設(shè)計啟示。

SEM包括測量模型和結(jié)構(gòu)模型2個基本模 型[10]。測量模型反映了隱變量和顯變量之間的聯(lián)系，由潛在變量和觀察變量組成。結(jié)構(gòu)模型是說明潛在變量間因果關(guān)系的模型，僅含有潛在變量。

(1) 測量模型。指標和潛變量之間的關(guān)系為

(2) 結(jié)構(gòu)方程。其為潛變量之間的聯(lián)系，即

其中，為內(nèi)生潛變量；為外源潛變量；為內(nèi)生潛變量間的關(guān)系；為外源潛變量對內(nèi)生潛變量的影響；為結(jié)構(gòu)方程的殘差項，反映了方程中未能被解釋的部分。

輪換求解式(1)~(3)，并附加一些條件，就可以求出SEM中的各個參數(shù)。當以UX理念構(gòu)建用戶模型并分析用戶群體的需求時，在設(shè)計過程中會由于用戶需求過多而導致設(shè)計人員無法抓住設(shè)計重點及切入點，通過結(jié)合SEM挖掘設(shè)計重點，找到最合適的解決方案。UX-SEM可幫助設(shè)計師找到合適的設(shè)計切入點，為提高UX和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計提供了新思路。圖1為UX-SEM產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計模型。

圖1 UX-SEM產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計模型

2 交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計評價維度及指標的建立

建立交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計滿意度的SEM第一步是基于“UX五要素”建立其交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計評價體系及相應(yīng)指標。JESSE[11]在《用戶體驗要素》一書中將UX劃分為5個層次，即表現(xiàn)層、框架層、結(jié)構(gòu)層、范圍層和戰(zhàn)略層，而每個層次中均有許多影響因素。五要素在指導設(shè)計工作中，有著不可或缺的作用。然而交互式公共導識系統(tǒng)由于城市環(huán)境的復雜性逐漸加大，導致其設(shè)計也更加趨向復雜。其次，用戶在實際體驗過程中，許多影響因素不容易體現(xiàn)，因此需要對交互式公共導識系統(tǒng)的UX各要素進行重新的分析和劃分，從而更好地分析和解決問題。

通過針對性地選取10位符合條件的用戶進行定性研究，包括4名導識系統(tǒng)使用人員和6名導識系統(tǒng)設(shè)計專家。利用用戶訪談和情景觀察，對用戶的尋路目標、在使用交互式公共導識系統(tǒng)時的尋路情境以及尋路體驗等相關(guān)影響因素進行深入且細致地了解，并整理、分析了訪談的原始記錄，將影響交互式公共導識系統(tǒng)UX的因素初步歸納為表現(xiàn)層、框架層、功能層、用戶層4個評價維度，并明確了相應(yīng)評價指標。同時為提升選擇指標的公正性，在最終確定評價指標體系前，需要通過公信度評價對泛選的指標進行多次篩選，以增加評價指標的科學性。將初選的4類指標發(fā)送給交互設(shè)計師、產(chǎn)品設(shè)計師和設(shè)計管理人員等專家進行公信度測評。本文選取了150位設(shè)計專家進行問卷調(diào)查，根據(jù)其自身經(jīng)驗選擇對交互式公共導識系統(tǒng)有重要影響的評價指標。專家判斷是偏向個人主觀經(jīng)驗的，但也具有一定的準確性和合理性，可通過對專家意見的對比分析，較客觀地反映評價指標的重要性。經(jīng)過公信度評價，最終確立4個評價維度和30個評價指標，見表1。

3 交互式公共導識系統(tǒng)的SEM建立

對上述的4個評價維度和30個評價指標設(shè)定對應(yīng)的符號(表1)，定義交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計滿意度為Y，以此建立SEM調(diào)查量表并使用“李克特七級量表” (Likert Scale)進行評定。調(diào)查量表共發(fā)放420份，調(diào)研對象為：來訪學生(非本校學員，且來訪校區(qū)次數(shù)不超過3次)、在校學生(本科或碩士在讀，校園生活時間短于3年)和教職工(工齡大于5年的行政工作人員)作為調(diào)研人群，最終得到有效問卷340份。運用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行初步處理，進行信效度分析。結(jié)果顯示=0.807，KMO為0.957，表明問卷可信度和有效度很高。將數(shù)據(jù)導入AMOS軟件，運用極大似然法進行驗證性因素分析。圖2為標準化路徑系數(shù)圖，即為因子結(jié)構(gòu)效度分析表。在運用驗證性因素分析對模型適配度進行評價時，最好能同時考慮絕對適配度、增值適配度和簡約適配度等指標。一般而言，卡方自由度比(2/df)介于1~3表示模型有簡約適配程度，較嚴格的適配度準則是介于1~2之間。平均近似平方誤根系數(shù)( root mean square error of approximation，RMSEA)<0.05表示模型適配最佳。增值適配度包括3個指標，Tucker-Lewis指數(shù)(Tucker-Lewis index，TLI)、修正擬合指數(shù)(incremental fit index，IFI)、比較擬合指數(shù)(comparative fit index，CFI)均>0.8表示模型適配最佳。簡約適配度的2個指標為，簡約擬合優(yōu)度指數(shù)(parsimony goodness of fit index，PGFI)、簡約賦范擬合指數(shù)(parsimony normed fit index，PNFI)均>0.5表示模型可接受。

表1 模型變量解釋

圖2 標準化路徑系數(shù)圖

由表2可知，所有假設(shè)模型適配度指標值均在可接受范圍內(nèi)，因此理論模型能契合實證數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)且適配度較好。

表2 因子結(jié)構(gòu)效度分析表

通過Amos軟件采用極大似然估計法分析指標間的路徑系數(shù)。由表3可知，顯示的4條回歸系數(shù)全部顯著。同時4條回歸系數(shù)對滿意度的值均小于0.050，達到顯著性水平，且系數(shù)為正，說明4個維度對用戶滿意度有顯著的正向影響。由回歸系數(shù)可知各因素對滿意度的影響從大到小依次是：功能層、框架層、表現(xiàn)層和用戶層。

由表4可知，各因素的負荷量值均大于0.500，說明模型的基本適配度良好，有較高的結(jié)構(gòu)效度。根據(jù)表4細分功能層、框架層、表現(xiàn)層和用戶層的可觀測變量影響大小，可知在功能層中，應(yīng)先著重關(guān)注交互式公共導識系統(tǒng)的隱私安全性、個性化需求和功能準確性等；框架層應(yīng)關(guān)注信息更新的及時性、系統(tǒng)傳播的實時性和多感官通道的體驗；表現(xiàn)層中應(yīng)先關(guān)注信息內(nèi)容的內(nèi)涵、產(chǎn)品造型和色彩搭配；用戶層中應(yīng)先關(guān)注認知風格、情緒和性別。

表3 標準化的回歸系數(shù)及其顯著性檢驗

表4 模型中各指標的標準載荷系數(shù)

4 基于SEM的交互式公共導識系統(tǒng)設(shè)計案例——校園交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計

隨著上世紀90年代末科教興國戰(zhàn)略的實施，中國教育事業(yè)得到巨大的發(fā)展，但也存在一些發(fā)展中的問題，如高校校園服務(wù)設(shè)施問題。導識系統(tǒng)作為校園服務(wù)設(shè)施中的重要組成部分，協(xié)助用戶與校園環(huán)境的良好信息傳遞，從而充分滿足用戶在日常工作、學習和生活等方面的需求。此外，現(xiàn)今的高校已發(fā)展成為集教學科研、學術(shù)交流、生活娛樂等一身的綜合型教育部門，這就要求高校具有良好的社會服務(wù)形象。導識系統(tǒng)作為一種直觀表現(xiàn)高校形象的載體，其設(shè)計是否合理與人性化，很大程度上影響著高校在社會公眾中的形象和地位。

高校校園內(nèi)有教職工、學生和來訪人員，其在校園內(nèi)的尋路目的不一。在設(shè)計交互式公共導識系統(tǒng)時，要考慮其作為普適類系統(tǒng)，需滿足大眾共性需求，但也要提供用戶尋路行為的精準化和個性化服務(wù)。復雜系統(tǒng)呈現(xiàn)多層次多維度的特征，結(jié)合表3，在進行交互式公共導識系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計中，需要著重考慮其功能層、框架層和表現(xiàn)層。

4.1 功能層和框架層設(shè)計

功能層和框架層主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能方面。本交互式公共導識系統(tǒng)適用路面步行和騎行的人群，應(yīng)用人臉識別技術(shù)，避免多位用戶同時使用產(chǎn)生泄露隱私的可能。特設(shè)方向完全相反的兩塊觸摸顯示屏，配備可全方位旋轉(zhuǎn)的指向牌，攝像頭配置在指向牌旋轉(zhuǎn)中軸處，且正反各配備一塊電子顯示屏。用戶在終端界面輸入欲前往的目的地后，系統(tǒng)后臺生成導識路線，導向牌根據(jù)系統(tǒng)指令進行方向旋轉(zhuǎn)，由顯示屏進行信息輸出，隨后用戶可直接根據(jù)導向牌指示方向行進，以至到達下一個系統(tǒng)終端，系統(tǒng)終端即可直接通過人臉識別技術(shù)獲知并確定用戶信息并作出方向指引，同時通過語音進行信息反饋，雙通道交互方式確保系統(tǒng)安全高效地指引用戶到達目的地。圖3為使用場景圖。

4.2 表現(xiàn)層和用戶層設(shè)計

交互式公共導識系統(tǒng)不僅需具備引導用戶尋路工具的功能，更應(yīng)與環(huán)境和諧共生。系統(tǒng)表現(xiàn)層主要針對產(chǎn)品的外觀造型和界面設(shè)計。其整體采用簡約造型，既現(xiàn)代又不失親和力，顏色采用藍白搭配更易融入環(huán)境。界面設(shè)計在保證科學的信息架構(gòu)及清晰的交互流程前提下，簡化信息層級，提高用戶尋路效率。采用扁平化設(shè)計風格，呈現(xiàn)簡潔的視覺畫面同時具備設(shè)計感，保證功能及內(nèi)容清晰明了，使信息準確傳遞。圖4為產(chǎn)品效果圖，圖5為界面效果圖。

圖3 使用場景圖

圖4 產(chǎn)品效果圖

圖5 顯示屏界面

用戶層的體驗設(shè)計主要針對用戶與用戶之間的生理和心理差異，例如在陌生環(huán)境中男性往往比女性更善于尋路[12]。為改善這種差異性，可在用戶尋路過程中當系統(tǒng)感知到用戶出現(xiàn)3次尋路錯誤時，便將相關(guān)的指引信息發(fā)送至用戶手機中，并通過二維或三維的形式展現(xiàn)出來。當用戶到達指定地點時便對目的樓層和教室的平面信息加以展現(xiàn)，進而幫助用戶更精準的認識和熟悉環(huán)境，另外也可平復用戶在尋路過程中形成的不穩(wěn)定情緒，提升用戶安全感。圖6為界面功能圖。

圖6 顯示屏界面

4.3 設(shè)計評估

將上述設(shè)計方案制作成功能樣機，利用整體評估可用性問卷(post-study system usability questionnaire，PSSUQ)與校園已有交互式公共導識系統(tǒng)進行比較。PSSUQ用于評估用戶對計算機系統(tǒng)或應(yīng)用程序所感知的滿意度[13]，與評估用戶對公共導識系統(tǒng)用戶滿意度的目標相一致。問卷采用“李克特7級量表”進行評分，非常不同意為 1分，非常同意為7分。整體評估可用性問卷有整體、系統(tǒng)質(zhì)量、信息質(zhì)量和界面質(zhì)量4個指標。每個指標取其對應(yīng)題項集合的平均值，分數(shù)高表示更高的滿意度，反之則代表更低的滿意度。

每位用戶結(jié)合這2種交互式公共導識系統(tǒng)的使用體驗各填寫一份整體評估可用性問卷。2套問卷各發(fā)放40份，通過篩選分析，每套最終得到有效數(shù)據(jù)36份。導入SPSS 23.0計算2套問卷的系數(shù)為0.940和0.789，表明問卷可信度水平符合要求。將其整體、系統(tǒng)質(zhì)量、信息質(zhì)量和界面質(zhì)量4個指標進行對比分析，圖7顯示基于SEM而設(shè)計的交互式公共導識系統(tǒng)的得分高于校園內(nèi)現(xiàn)有交互式公共導識系統(tǒng)，表明其用戶滿意度有一定的提升。

圖7 2種交互式公共導識系統(tǒng)得分數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語

本文基于SEM改善用戶對交互式導識系統(tǒng)的滿意度和幫助設(shè)計人員精準獲取用戶需求。以UX五要素為理論依據(jù)，構(gòu)建SEM將影響交互式公共導識系統(tǒng)UX的要素劃分為功能層、框架層、表現(xiàn)層和用戶層4個潛變量并確立對應(yīng)可觀測變量，通過問卷調(diào)查和Amos分析定量反映四要素對UX滿意度的影響。以交互式校園導識系統(tǒng)設(shè)計為例，將分析結(jié)果應(yīng)用其中，為針對交互式公共導識系統(tǒng)體驗設(shè)計的研究學者和設(shè)計人員提供新的思路和方法。

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Research on experience design of interactive public guidance system based on SEM

HU Shan1, JIANG Xu1, FU Kai-jie1, ZHOU Ming-yu1, LUO Yi-ming2, QIAO Zhong-lin3

(1. School of Industrial Design, Hubei University of Technology, Wuhan Hubei 430068, China;2. School of Arts & Design, Hubei University of Technology, Wuhan Hubei 430068, China;3. Academy of Arts and Design, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

In order to increase user’s satisfaction with the interactive guidance system and help designers to accurately obtain users’ needs, the structural equation model (SEM) is introduced into the interactive guidance system, and the elements of user experience of the interactive public guidance system are divided into four latent variables. Then, through expert interview, the observable variables affecting the user experience (UE) satisfaction of each of the four latent variables are analyzed and the SEM questionnaire is established. Next, through questionnaire survey and data analysis, the SEM of the user satisfaction of the interactive public guidance system is established. And the impact weights of the four latent variables and their observable variables are obtained. Finally, taking the campus interactive public guidance system as an example, the function, shape and user interface are improved to improve the UE based on the above user satisfaction SEM. This method is compared, with the assistance of PSSUQ, with the existing interactive public guidance system to verify the feasibility of the design and then provide theoretical implications for further research on the experience design of the interactive public guidance system.

interaction design; user experience design; structural equation model; interactive public guidance system; user requirements

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2020020204

A

2095-302X(2020)02-0204-06

2019-09-10；

2019-11-06

國家藝術(shù)學社會科學基金單列學科項目(15CG147)

胡 珊(1980–)，女，湖北宜昌人，副教授，碩士，碩士生導師。主要研究方向為信息交互設(shè)計、智能信息產(chǎn)品設(shè)計等。E-mail：2028621@qq.com

羅亦鳴(1979–)，男，湖北武漢人，講師，碩士。主要研究方向為信息交互設(shè)計、交互展示等。E-mail：719612767@qq.com